全国电力完整系统继电保护专业试题

1、综合分析题1. 线路保护1) 单电源线路及参数如图 1-1所示。在线路上 K点发生BC两相短路接地故障，变压器 T 绕组为Y。/ -11接线，中性点直接接地运行，N侧距离继电器的整定阻抗为 j24 Q ,回答下列各问题：(1) 求K点的故障电压和故障电流，并画出故障电流、电压的向量图；(2) 求出流经N侧保护的各相电流和零序电流；(3) 问N侧的BC相间距离继电器能否正确动作；(4) 问N侧的B相和C相的接地距离继电器能否正确动作；ZsZmZnZtj10j20j10j30正序阻抗j20j60j30j30零序阻抗图1-1 题1系统接线及参数图答案：(1) 根据题目随给定的条件在绘制复合序网络图时

2、应注意：由于是单侧电源系统，因此可以近似认为故障的正负序网络图中K点右侧开路。进而故障点正序综合阻抗和负序综合阻抗只计及 K点左侧的阻抗。而由于变压器 T绕组接线为Yo/ -11接线，且中性点 直接接地运行，则在零序序网络中 K点两侧均存在零序通路。因此故障点零序综合阻抗 为K点两侧零序阻抗的并联值。根据相间接地故障边界条件，作复合序网图如图1-2所示：正序综合阻抗Z1=j30 Q负序综合阻抗Z2=j30 Q零序综合阻抗 Z0=j60/j80 = j34.3 QU ka仁 U ka2=U kaO= ( Z2 Z0/ (Z2+Z0) I ka1=(30 34.3/(30+34.3)(1j/(30

3、+30/34.3) =j0.35I ka1=U ka1/(Z2/ZO)=j0.35/(33.4 x 30/(33.4+30 ) ) = 0.022I ka2= U ka2/Z2=-j0.35/j30=- 0.012I ka0= U ka0/ZO=-j0.35/j34.3=-0.01故障点：U Ka= U Ka1+ U ka2 + U ka0= 3 x U ka1 = j1.05U kb=0U kc=0I ka= I Ka1+ I ka2 + I ka0 = 0kb=I ka1 + a I ka2 + I ka0= 0.033/ 117°I ka1 + a 21 ka2 + I ka0

4、= 0.033/117kc=U kaU ka1 、 2、 0kc1.拿J*食.U kb2U kb1U kc2kb= U kc=0(a)电流相量图(b)电压相量图图1 3故障点电流电压相量图(2) 流经N侧保护的各相电流和零序电流：因正序和负序网在 N侧均断开，故只有零序电流流过，则：I AN=I BN=I CN=I 0N=0.01 80/(80+60)=-0.0057(3) N侧BC相阻抗继电器动作行为：N侧M母线电压U AN=U ka+ZON I 0N=j1.05+(-0.0057 X j30) = j0.879(ZON为故障点到N母线的零序阻抗)U BN=U CN=U kc + j Z0N

5、 I 0N=0+( -0.0057 X j30 ) =-j0.171ZBC=U BC/I BC=(U BN-U CN)/( I BN-1 CN)=0/0可见阻抗继电器处于临界动作状态，动作行为不确定。(4) N侧B相和C相接地距离继电器动作行为：B相，ZB=U BN/ ( I BN+K 3l 0N) =U BN/( I ON+(2/3)*3 I 0N)= U BN/3 I ON=-j0.171/-(3j0.0057)=j10ZC=ZB=j10(式中K值可以通过系统零序、正序阻抗值计算得出K=(ZO-Z1)/3Z1 = 2/3 )B相和C相接地距离继电器测量阻抗均小于整定值j24，所以均能正确动

6、作。2) 一条两侧均有电源的 220KV线路如图2-1所示，K点发生A相单相接地短路。两侧电源 及线路阻抗的标么值均已标注在图中，设正负序电抗相等，基准电压为230KV,基准容量为100MVA(1) 计算出短路点的全电流(有名值)。(2) 计算流经M N侧零序电流(有名值)。(3) 已知M侧电压互感器二次线圈，在开关场经氧化锌阀片接地，其击穿电压下降为40V。根据录波图(图 2-2)分析U a出现电压的原因。(4) 根据WXB-11微机保护打印报告(见表 2-1 )分析高频保护动作行为。KXim二 0* 02$NXihk 0* 03L_OXnmr 0. 05 j_0- 08Xi« 0

7、. 02X1H= 03Xra-0.03Xqh - 0. 04图2-1题2系统接线及参数图：ibt如fwwvww图2-2故障录波图TIMEIAIBIC3I0UAUBUC-52.7-2.50.70.281.5-76.5-7.1-43.0-1.6-0.90.090.1-40.1-49.8-32.7-0.2-2.10.275.55.6-79.5-21.91.2-2.50.240.050.5-88.3-10.72.3-2.30.2-6.381.5-73.20-1.22.8-1.4-0.4-3078.2-72.01-10.12.1-0.9-9.6-4082.1-68.22-27.40.1-0.7-28.5

8、-50.186.3-50.63-42.3-2.3-0.2-45.8-65.290.5-40.74-49.8-4.30.0-54.8-48.192.3-37.25-45.8-5.50.0-53.0-65.285.512.86-31.2-4.30.0-37.3-65.355.357.87-10.7-1.80.0-15.3-56.45.684.589.80.9-0.47.1-32.3-46.290.5925.43.0-0.525.1-0.1-85.171.51033.44.4-0.635.032.2-102.132.11128.10.70.029.354.1-94.4-15.2表2-1 WXB-11

9、微机保护报告答案：(1)根据单相接地故障的边界条件画出复合序网络图，正序、负序、零序综合阻抗串联。(图略)M侧正序、负序阻抗为 X '1M=X2M=X1M+X1MK=0.04N侧正序、负序阻抗为 X '1N=X2N=X1N+X1NK=0.06M侧零序阻抗为 X '0M=X0M+X0MK=0.08N侧零序阻抗为 X '0N=X0N+X0NK=0.12故障点正序、负序综合阻抗X1S = X2工=X' 1M/X ' 1N=0.024故障点零序综合阻抗 X0工=X ' 0M/X ' 0N=0.048基准电流 IB=SB/ (1.732 X

10、 UB ) =100心.732*230)=0.251KA故障电流 IA =3 X Io X IB=3 X IB X E/ (2 X1 工 +X0 2 ) =7.84KA 其中等效电势E=1j(2) 各侧零序电流故障点总的零序电流 I0= 1/3 X IA=2.61KAM侧：I0M=I0 X X '0N / (X '0M +X'0N)=1.57KAN侧：I0N=I0 X X '0M / (X '0M +X'0N)=1.00KA(3) 根据有关文献提供的数据，每KA接地电流可产生10V (有效值)的 横向电压降，也就是说M侧氧化锌阀片可能承受的电压为

11、30lkmax (峰值)等于 3*30*1.57=141V而其实际击穿电压为 40V,因此M侧氧化锌阀片将被击穿因此氧化锌阀片被击穿，从而在PT二次回路出现二点接地。故障电流在PT的中性线上流过，产生压降并叠加到A相电压上，于是出现录波图所示U a值。(4) 根据故障报告提供的数据计算3U 0=U A+U B+U C,并把3 1 0、3U 0显示在一起如表2-2：采样点012345678910113i0-0.4-9.6-28.5-45.8-54.8-53.0-37.3-15.37.125.135.029.33u0-30-2614-38-14表2-23I 0、3U

12、 0对照表从上表中我们可以得知：3U 0超前3I 0 4个采样点过零，考虑到WXB-11微机保护每个采样点对应于向量角度 30度，所以可知3U 0超前3I 0 120度，向量落在保护装 置的不动作区，属区外故障，因此WXB-11微机保护拒动。3) 220kV甲乙一线遭雷击，C相接地短路。甲乙二线甲站侧高频闭锁式保护正向区外故障 误动作。甲站侧录到高频信号(收信输出空触点)，从图中看到收发信机在故障后启信，以后连续出现四次约 5ms收信间断，且都在 3I 0电流正、负最大值附近出现，频率为100Hz。保护装置软件设计的抗干扰停信后延时时间为Ims。设高频电缆屏蔽层两接地点间电阻R。匸0.1欧姆，

13、 在故障时，流经两接地点间的电流 I = 20A,结合滤波器的伏安 特性接线见图3-1，试验结果见表 3-1。(1) 分析收信出现100HZ缺口的原因(2) 试分析高频保护误动的原因U1 (V)0. 20. 250.51.01.31.92.4A (ma)60801503005009603500U2 (V)0.450.641.32.84.54.85.0表3-1滤波器伏安特性试验结果I图3-1 滤波器伏安特性试验接线答案：(1) 高频电缆屏蔽层在开关场和控制室两点接地，可以显著地降低干扰电压对收发讯机的影响，保证收发讯机的正常运行。但屏蔽层两点接地后，当有接地故障的故障电流流过变电站地网时，必然会

14、在两接地点间产生工频电位差。由于高频电缆的屏蔽层也是高 频信号的传输通道，则该电位差也将被引入包括结合滤波器在内的高频通道。由于结合 滤波器的高频变量器是针对高频信号设计的，其在工频信号作用下极易饱和，从而对高 频信号的传输产生影响，甚至造成高频信号波形出现间断。本次事故中高频电缆屏蔽层 两接地点间电阻 FOn 0.1欧姆。 故障时，流经两接地点间的电流I = 20A,因此加在结合滤波器高频变量器上的工频电压约为2V。在结合滤波器伏安特性试验数据中(见表3-1 )我们可以发现，在 5= 2V时变量器己经趋于饱和，足以引起高频信号波形的间断。考虑到3I 0在正负半周都会出现峰值，因此高频信号波形

15、也将会在50HZ工频量的作用下产生100HZ的间断。根据以上分析，基本可以断定收讯信号产生100HZ缺口的原因就是工频量窜入高频通道引起的。为防止类似事件再次发生，必须执行相关反事故措施， 即在变流器与高频电缆芯线间串入1个小容量电容(常用 0.05卩F,耐压水平为交流2000V、50HZ、1min)。(2) 由于甲乙一线故障时，甲乙二线甲站侧保护判为正向故障因此在正方向元件动作后将停止发讯。此时甲乙二线两侧保护应由乙侧保护发闭锁信号闭锁动作。然而根据上面分析的原因，由于结合滤波器变量器的饱和，甲侧保护收到的高频闭锁信号存在5ms的间断。同时由于保护装置软件设计的抗干扰停信后延时时间为Ims，

16、不能消除5ms间断带来的影响。因此甲侧保护正向元件动作，收到过闭锁信号，后闭锁信号又消失(5ms间断)，以上条件满足高频闭锁保护的动作条件，因此保护动作出口，造成误动。4) 在单侧电源线路上发生 A相接地短路，假设系统图如图4-1所示。T变压器Y/Y-12接线，Y)侧中性点接地。T'变压器Y。/ -11接线，Yo侧中性点接地。T'变压器空载。 问题：(1) 请画出复合序网图。(2) 求出短路点的零序电流。(3) 求出M母线处的零序电压。(4) 分别求出流过 M N侧线路上的各相电流值。图4-1题4的系统接线图设电源电势 E =1j，各元件电抗为 XSi=j10 , XTi=j1

17、0 ,XMK=j20 , XNKi=j10 , Xt 1= Xt 0=j10 ,输电线路 Xo=3Xi答案：(1) 复合序网图如下：根据题目给定的条件在绘制复合序网络图时应注意：由于是单侧电源系统且变压器T'空载运行，因此可以认为故障的正、负序网络图中K点右侧开路。进而故障点正序综合阻抗和负序综合阻抗只计及K点左侧的阻抗。而由于变压器T绕组接线为Yo/Y-12接线，尽管中性点直接接地运行，但无法构成零序通路。变压器T'绕组接线为Y。/ -11，且中性点接地运行，可以构成零序通路。因此零序综 合阻抗只计及K点右侧的部分。以A相为特殊相，依据单相接地故障边界条件，绘出复合序网图如图

18、4-2所示：霉序E=1J10m j20Kl|lKljioNJ10 _i1二 1Eltje1 1jiojioMj20K2|lK2jioNjio1 111_11H2UK21jeo1 iKO Ikoj301 Nk-Jio1_正序负序UlflO图4-2复合序网图(2) 正序综合阻抗 X1e =j10+j10+j20=j40负序综合阻抗 X2e =j10+j10+j20=j40 零序综合阻抗X0z =j30+j10 =j40 短路点零序电流为：E1 j1 jI k1 = I k2 = I kO0.00833XiE+X2Z+Xo£j40 + j40+j40j120(3) 由于流过MK线路的零序电

19、流为零，所以在Xmk0上的零序电压降为零。所以M母线处的零序电压 U M0与短路点的零序电压相等，其值为 U m0=U妒-I k0*X0刀=0.00833*j40=-j0.333(4) 流过M侧线路电流只有正序，负序电流所以 I ma= I ki+ I k2=2*(0.00833)=0.0166I mbf a 2 I k1 + ak2= 0.00833I m(= a I k1 + a 2 I k2一 0.00833流过N侧线路中的电流只有零序电流，没有正负序电流所以I NA= I NB= I NC= I k0=0.008335) 双侧电源线路接线和参数如图5-1所示，在M侧母线背后发生 A相经

20、过渡电阻Rg=77.4欧姆的单相短路接地故障，N侧接地距离继电器第一段整定阻抗为j24欧姆。两侧电势j60_E »1e , E n=1。(1) 试作故障前后的电压相量图；(2) N侧接地距离保护第一段方向阻抗继电器能否动作？(3) N侧按保护第一段整定的零序电抗继电器能否动作？(4) N侧零序功率方向继电器能否动作？(5) M N线路距离纵联保护能否动作？(6) M N线路零序方向纵联保护能否动作？j60欧Eij60欧j60欧j130 欧正序阻抗零序阻抗图5-1题5系统接线及参数图答案：(1) 作出故障前系统 A相电压相量图。如图 5-2中OSFoiR, / SOR=60OFioi为

21、/ SOR的平分线，求得 U Fioi=O.866。其中Fioi为故障前电压点。F为故障电压点。Fioi图5-2故障前后系统A相电压相量图图5-3复合序网图作复合序网图如图5-3。计算故障后U F和I F(l F流经Rg)，并作出故障后系统 A相电压相量图U F,相位落后于U F101。I f= 0.866/ ( 232 + j30 + j30 + j41 )= 0.866/(232+j101 )U f= I F*3Rg = 0.866/(232 + j101 )X 232= 0.797(2) 定性在电压相量图上绘出故障后母线N的电压U an和N侧A相距离测量电压(补偿电压)U /an的相量。

22、(补偿电压U / = U -Zset I ) °)U /an落后于U f, U an落后于U /an, 它们的相量末端在 FR连线上。U /AN和U AN的相位差远小于 90°，故方向阻抗继电器不动作。(3) 近似认为I 0、I 0F、I F、U F同相位，U /AN落后于I 0,零序电抗继电器超范围 动作。( 4)零序功率方向继电器正确动作。(5) 距离纵联保护，M侧判反方向，N侧方向阻抗继电器拒动，两侧都不停信，正确不 动作。(6) 零序方向纵联保护，N侧判正方向，停信，M侧判反方向不停信，正确不动作。6) 系统图如图6-1所示，N点线路发生单相接地短路故障，故障点总短

23、路电流I刀N=4500AICN=1800A, IEB=800A。各站线路保护皆为三段式方向零序过流保护,方向指向线路,CT变比为：1200/5 。A站：DL1开关1段：I dz1=15A t 1=0SII段：I dz2=6.25A t 2=1SIII段：I dz3=3A t3=2SB站：DL2开关1段：I dz1=14A t 1=0S DL3开关 I段：I dz1=11.0A t1=0SII段：I dz2=9A t 2=1SII段：I dz2=5At2=1SIII段：I dz3=4A t 3=2SIII段：I dz3=3At3=2SDL4 开关I段：I dz1 =7At1=0SII 段：I d

24、z2=5At2=1SIII 段：I dz3=3At3=2SC站：E站：DL5开关I段：I dz1=12A t1=0SDL6 开关 I段：I dz1=15At1=0SII段：I dz2=6A t2=1SII段：I dz2=9At2=1SIII段：I dz3=4A t3=2SIII段：I dz3=3At3=2S(1) 当N点发生单相短路故障时，哪一个开关的哪段保护应动作跳闸？(2) 短路电流Iab为多少？(3) 若DL3开关拒动，DL4开关成功跳开，应轮到哪一级保护动作？为什么?图6-1 题6的系统接线图答案:（1）当N点发生单相短路故障时，其中： 流过 流过 流过 流过DL1、DL3DL4及DL

25、6的零序方向元件均动作。DL1的电流为DL3的电流为DL4的电流为DL6的电流为1900A，折算到二次为 2700A,折算到二次为 1800A，折算到二次为800A,折算到二次为综上可知，对于 N点单相接地故障应为7.92A,应II段保护动作，时间为 1秒11.25A,应I段保护动作，时间为 0秒7.5A,应I段保护动作，时间为 0秒3.3A,应III段保护动作，时间为 2秒DL3、DL4零序I段动作跳闸。（2）IAB=IBN-IEB=I 刀 N-ICN-IEB=4500-1800-800=1900A（3）若DL3开关拒动，因此时 DL2、DL5皆为反方向，保护不会动作。DL1的零序I段未达到

26、定值，零序II段动作跳开DL1开关。DL6开关的零序I、II段未达到定值，零序III段动作跳开DL6开关。DL1、DL6跳开后，故障切除。7）220kV系统图如图7-1所示，线路L1长38kM,线路L2长79kM,线路L3长65kMo 线 路L2停电检修完成后准备从变电站B恢复送电，合上 DL3开关向L2线路充电时，DL3开关的手合加速距离保护动作跳开DL3开关（三相），同时DL1的高频方向保护动作跳开DL1开关（三相）不重合（单重方式），DL6的高频方向保护动作跳开DL6开关（三相）不重合（单重方式），DL6保护的打印报告显示，B、C相故障，故障测距为 92kM。请根据以上保护动作及开关跳闸

27、情况，判断故障点在那条线路上，为什么？同时分析保护动作行为是否正确。图7-1 题7的系统接线图答案：（1）故障点在L2线路上。因为L1、L3线路的另一端开关保护没有动作跳闸，说明故障出现在 DL2和DL5的反向。且 DL6保护的故障测距为 92kM,线路L3长65kM,因此 故障点在相邻线。综上，故障点应在L2线路上。（2）因为故障点在L2线路上，所以DL3开关的手合加速距离保护动作正确，DL1的高频方向保护为误动作，DL6的高频方向保护也为误动作。8）在大电流接地系统中，有如图8-1所示的环网。其中220KV线路GH配有高频方向、高频闭锁、相间距离三段、接地距离三段、零序三段，综合重合闸：G

28、侧为检同期，H侧为检无压。系统电抗：XG 1 = XQ 2 = X GE 0 X HE 1 = XHE 2 = XHE 0。当线路故障时,高频保护有足够灵敏度，相间距离I段保护线路80%,接地距离I段保护线路70%,零 序电流I段正常方式下保护线路 78%相间、接地、零序H、川段有足够灵敏度， 相间、 接地、零序n段动作时间相同，自动重合闸后加速相间、接地、零序川段，线路投综合 重合闸。（1）当距H侧线路全长49%处（故障点1）发生单相永久接地故障时，写出保护及重合 闸的动作过程（只写 H侧即可）；（2）正常方式下，线路（两套）高频保护因故停用，当距G侧线路全长18%处（故障点2发生两相永久接

29、地故障时，写出两侧保护及重合闸的动作过程。此时，H侧零序I段保护发动作信号，该保护动作是否正确？为什么？联络电抗图8-1 题8的系统接线图（1）高频闭锁、高频方向、接地距离I段、零序电流I段动作，跳开故障相。经重合闸延时，合上跳开相（检无压）。由于为永久性接地故障，因此重合后加速接地、零序川 段，跳开三相。（2）G侧保护：接地距离I段、相间距离I段、零序电流I段瞬时动作，跳开三相。重合闸（检同期）不合，因为 H侧检无压合于永久性故障，加速跳开。检同期条件无法满足。H 侧保护：零序I段动作，由于为相间故障，因此跳开三相。然后经重合闸延时重 合三相于故障（检无压），后加速相间、接地、零序川段再次跳

30、开三相。在这里，H侧的零序I段动作是正确的。因为，尽管零序电流I段正常方式下保护线路78%因此故障点2处（距H侧为线路全长的82%）的故障本应在保护范围外。但 这里必须考虑到零序保护特有的相继动作的特性。故障起始时，H侧零序I段不动，而当G侧保护动作跳开三相开关后，H侧的电流将增大，使 H侧零序I段定值得到满足，从而H侧零序I段动作。9）微机型线路保护，高频零序方向采用自产 3U 0,电流回路接线正确，电压回路接线如图 10-1，存在如下问题：（1） PT二、三次没有分开，在开关场引入一根N线；（2）在端子排上，UN错接在L线上。试分析该线路高频保护在反方向区外A相接地时的动作行为。图9-1

31、题9中的电压回路接线图答案： 接线正确时，区外 A相故障零序电压为,U a=U a0U b=U b0U c=U c0U a+ U b+ U c= U aO+ U bO+ U c0 = 3U 0 接线错误时，区外 A相故障零序电压为，U a=U a0-U LNU b=U bO-U LNU c=U cO-U LN3U O'=U a+ U b+ U c= U aO+ U bO+ U cO-3U LN= 3 U 0-3*1.732*3 U 0= 4.2 (3 U 0)(考虑PT三次相电压为二次相电压的1.732 倍)该自产3U 0与接线正确时相反,因此在区外故障时保护将误判为区内故障,进而误动

32、。2. 其它1)在Yo/ -11组别变压器侧发生AB两相短路时，设变压器变比为1。(1) 作出变压器正常运行时的电流相量图；(2) 求侧故障电压及故障电流相量；(3) 用对称分量图解法分析对 Y侧过电流、低电压保护的影响；反映侧两相短路的Y侧过电流元件、低电压元件、阻抗元件应如何接法。答案：本题中会用到各序分量在变压器星角两侧变换时角度旋转的知识，这里作一些简要介绍。正序和负序分量经各种连接组别的变压器时，相位移动的角度S与变压器的接线组别和各序分量从变压器哪侧向另一侧转换有关。正序和负序分量的相位移动角度S 1和S 2的一般计算公式为：S 1 =土 (12 N)X 30° ; S

33、2 = S 1式中N为变压器接线组别中的钟点数。当序分量由接线组别中的12点侧绕组向N点侧绕组进行转换时，取“ + ”号；当由N点侧绕组向12点侧绕组进行转换时，取“”号。至于零序分量的转换，要看变压器的接线组别和外回路的接线是否有零序通路存在。(1) Yo/ -11组别变压器正常运行时的电流相量图如图1-1所示：I bAI BYI c A图1-1 Yo/ A -11组别变压器正常运行时的电流相量图 侧AB故障，故障电流相量分析:设短路电流为Ik :.侧：| I aIc1=-I c2=I k/1.732Ia=-I b=I k一I a2图1-2 侧电流相量图Y侧：Ia=I c=I k/1.732

34、Ib=-2I k/1.732C1A1A2C2从相量图可以看出, 电流继电器，则有 1/3 (3)故障电压相量分析:B1图1-3 Y侧电流相量图Y侧有两相电流为Ik/1.732，有一相为 的两相短路机会短路电流减少一半。B22Ik/1 .732，如杲只有两相侧：U a=Ub=UC/2U C14U C24U b1U a1U a2 U b2图1-4侧电压相量图Y侧：U a=-Uc=1.732UC/2U b=0图1-2 Y侧电压相量图在Y侧的相电压，有一相为 0,另两相为大小相等、方向相反的电压。此时对于侧相间故障 Y侧的电压继电器无论接在相电压还是相间电压均不能正确反映故障测电 压情况。(4) 反映

35、侧两相短路的Y侧过电流元件、低电压元件、阻抗元件，通过分析应采取如下接 法：电流元件：如果 Y侧的TA为Y接线，则每侧均设电流元件；如果为两相式TA,则B相电流元件接中性线电流(-B)相。电压元件：三个电压元件接每相相电压。 阻抗元件：按相电压和相电流接法。CT与2)变电站高压侧接线为内桥接线。比率制动式变压器差动保护需将高压侧进线开关桥开关 CT 分别接入保护装置变流器，为什么？ 答案：设进线电流为 I 1，桥开关电流为 I 2，对比率式差动保护而言：(1) 启动电流值很小， 一般为变压器额定电流的 0.3-0.5 倍，当高压侧母线故障时， 短路电 流很大，流进差动保护装置的不平衡电流(CT

36、特性不一致产生误差)足以达到启动值。(2) 把桥开关CT与进线CT并联后接入差动保护装置， 对于不同的保护装置由于制动电流的 选取方式不同。 高压侧母线故障时， 动作电流与制动电流可能近似为同一个值， 比率系 数理论上为 1，保护装置很可能误动。而当发生区外穿越性故障时，也可能出现制动电 流为零的情况，同样会造成误动。综合以上论述，采用比率制动的变压器保护，桥开关CT与进线CT应分别接入保护装置。3)某继电器动作方程为一90° arg(Ua2-U ai') / (Ua2+U ai')电0°,其中，U A=UA2-ZZIA2,uai'=UA1-ZzIA

37、1。继电器装设在Y/ -11变压器的高压侧(Y侧)，试简要分析该继电器在低压侧(侧)短路时的动作行为。题中U A2、I A2、U A1、I A1分别为继电器感受到的负序、正序分量，假定系统的正序电抗和负序电抗相等。答案：提示， 可将继电器动作方程转换为幅值比较式。 然后分析变压器低压侧短路时的序分量 并折算到高压侧。然后对比动作方程得出结论。相位比较式方程转换为幅值比较式方程有一下规律： | A|>| B | 可转换为900<arg C / D 70° 其中 C = B- A, D = B + A。继电器动作方程可变换为：| U A2 Zz I A2| > | U

38、A1 Zz I Al| ；变压器侧三相短路时，无负序分量，继电器不动作；变压器侧两相短路时：侧：I a1=-I a2； U a1= U a2=-I a2乙艺Y侧：U A1=U-j30 °a1e+.-j30 °I a1 eZB；I A1=.-j30 °I a1 eU A2=Uj30°a1e.j30I a1 eZB；I A2=.j30- I a1 e化简后得, |UA2 ZZ IA2|=| Ua1 I a1(ZBZZ)| U A1一 Zz I A1| = | U a1+ I a1 ( Zb Zz)|式中Zz为整定阻抗，Zb为变压器等值阻抗比较Zb、Zz,得结

39、论，Zb=Zz时，在动作边界；ZbV Zz时，继电器动作；Zb> Zz时，继电器不动作。4) 试述大型发电机失磁的物理过程。并回答下列问题：(1) 失磁保护动作于快速减负荷和切换厂用电源的动作条件；(2) 失磁保护动作于解列发电机的动作条件；(3) 系统低电压的整定条件；(4) 阻抗元件按静稳边界和稳定异步边界整定的整定条件。答案：失磁过程(要点)：从系统吸收大量无功、系统电压降低；定子电流增加；发电机失去稳定、有功摆动；测量阻抗由第一象限沿着等有功阻抗圆进入第四象限，再进入静稳阻抗圆，失去稳定后转入异步运行阻抗圆。如不能稳定异步运行则滑出异步运行阻抗圆。(1) 发电机失磁(无功反向或失

40、去静稳)、系统电压容许(2) 系统电压低于80%或失步 80%U e(4) 静稳圆：XA= Xsc , XB= Xd (或 XA= 0, XB= 1.4Xd)异步圆：XA= X' d, XB= Xd (或 XB=- 1.2Xd)5) 以A相接地为例试分析同步发电机定子绕组单相接地时的电压情况，并画出相量图? 答案：、厂、B-、广、AEbU K0 =- aE aU KC Ec图5-1发电机中性点接地电压示意图(a)接线图(b)电压相量图如图5 1 (a)所示定子绕组中性点不接地的发电机，当发生A相接地时发电机中性点电位发生偏移，产生零序电压。如图5-1所示，其中 U ka=(1 a Ea

41、U KB= E B aE AU KC= E C aEA式中a为中性点到接地故障点的匝数占每相一分支总匝数的百分比。接地相对地电压下降，未接地相对地电压上升，则故障点的零序电压为U K0 =( U KA+ U KB+U KC ) /3= aE A6) 如图6-1电路，开关处于运行状态。现发生A点直流正极接地，问(1) 在那些回路再次发生直流接地，可能导致开关跳闸？(2) 在那些回路再次发生直流接地，可能导致开关拒动？-KM+KMRD1LJ1ZJRD2KKOOZJ XJ“rbrCTOSTJLPDL TQSTJ图6-1题6中的控制回路接线图LJ1 :电流继电器接点LP:跳闸压板ZJ :跳闸中间继电器DL :开关辅助接点XJ :信号继电器STJ :手动跳闸继电器TQ:开关跳闸线圈RD1、RD2 :直流保险答案:LJ1ZJ间；ZJ接点TQ间；STJ接点TQ间；KKSTJ间，可能造成开关跳闸。STJ、ZJ、TQ后面发生负电源接地，会造成RD1或RD2熔断，或是继电器线圈或跳闸线圈被短接，从而造成开关拒动。7) 电网相间短路的方向电流保护中，功率方向继电器常采用 90°接线，即(I A, U BC)( I B,